廊坊某别墅地源热泵空调工程投标文件Word文档格式.docx

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《通风与空调工程施工及验收规范》GBJ243－82

《制冷设备安装工程施工及验收规范》GBJ66－84

《空气调节系统经济运行》GB/T17981-2000

《地源热泵系统工程技术规范》GB/T50366-2005

1.2供热设计参数

夏季空调室外计算干球温度33.2℃

夏季空调室外计算湿球温度20.4℃

冬季空调室外计算干球温度-13℃

冬季空调室外最低日平均温度-15.8℃

冬季室外平均风速0.5m/s

冬季室外主导风向NW

冬季最大冻土深度79cm

1.3工程概况

本工程位于廊坊市，为豪华型、绿色环保生态别墅，其中样板间为36456.39平方米，其中地上7879.79平方米，地下192.60平方米。

主要功能是住宅、休闲与一体的综合性高档别墅。

廊坊隶属于北温带大陆性季风气候，其气候特征为：

冬季寒冷干燥，夏季湿热多雨，四季冷暖比较分明，冬夏两季长，春秋季短，年平均气温在11.4-12.9度，水平面上年太阳能总辐射量达4876MJ/㎡，年日照时数在2470.9-2912.9h。

从地质角度，廊坊平原区第四系地层埋深在400米左右，地层岩性都以黏土、粉质黏土、淤泥黏土为主，恒温层土壤温度在14-15度左右，无论土质和温度都非常适合建设土壤源热泵系统。

根据贵方提供图纸和设计数据，负荷值为：

冬季热负荷：

95KW

夏季冷负荷：

99KW

根据以上要求，具体结合我公司的产品型号及特点，本着节约、高效的原则，选用我公司生产的XX牌地源热泵机组SM-50WD一台。

1.4地源侧负荷计算：

1）室外土壤设计参数（地埋设计）：

Ta=--地下平均温度，廊坊地区约为13.5℃

Tmax--地埋管出水设计最高温度20℃，运行温度35℃

Tmin--地埋管出水（热泵进水）设计最低温度7℃，运行温度9℃

2）热泵机组工况设计参数：

夏季空调供、回水温度7℃～12℃，地源水供水温度25℃，冬季空调供、回水温度为45℃～40℃，地源水供水温度9℃。

3）全年吸、散热量分析：

Q1＇=Q1+N1

Q2＇=Q2-N2

Q1＇--夏季向土壤排放的热量,kw

Q1--夏季设计总冷负荷，kw

Q2＇--冬季从土壤吸收的热量，kw

Q2--冬季设计总热负荷，kw

N1--制冷时输入功率，kw

N2--制热时机组输入功率，kw

Q1＇=51+9=60kw

Q2＇=46-11=35kw

本系统夏季运行时，控制地下换热器系统的水温差为4℃；

冬季运行时，水温差为3℃。

1.5地下换热系统设计:

地下换热垂直埋管计算书

基本参数：

空调负荷Qt=51kw供暖负荷Qh=35kw

供暖最大吸热量：

运行90天，每天10小时，负荷系数0.633600kw

空调最大排热量：

运行120天，每天10小时，负荷系数0.832400kw

地下埋管布置：

采用双U型管道，水管并联连接，有利降低管道热阻，现场施工方便。

管道尺寸参数：

外径Dw=26.67内径Dn=21.28SOR11

壁厚δ=2.42

1.6地下换热垂直埋管计算书

地源热泵地下换热垂直埋管计算书

基本参数

Qh

供暖负荷（KW）

35

Qc

空调负荷（KW）

51

供暖最大吸热量（KW）

33600

空调最大排热量（KW）

32400

地下埋管布置

采用双U型管道，小管并联连接。

有利于降低管道热阻，现场施工方便

管道尺寸参数

Do

外径（mm）

21.67

3/4〃

（i）

Di

内径（mm）

20.8

SDR

11

δ

壁厚（mm）

2.42

当地土壤表观热物性

k

导热系数（W/mK）

1.275

ρ

比重（kg/m3）

2000

Cp

比热容（KJ/kg/K）

2.9

各层土质的物性参数如下

土质

热导率

密度

kg/m3

比热容KJ/kg/K

粉质粘土

0.91

1800

粘土

1.11

2250

淤泥

1.67

-

中砂

1.34

沙砾

2.303

粗砂

3.135

根据上表3可知，本工程所在地岩层分布较为简单，土壤中有粉质粘土、粘土、粉砂。

并有多层分布。

粉质粘土、淤泥、沙砾和粘土的4种物性参数能从资料中查出，并且这4种土质在所有的岩层分布中的总厚度最大，故本工程现只对4种土质热导率进行加权处理，再考虑对含水层影响的修正，加权处理后土壤导热率为

K

导热率（W/m/K）

用加权处理后的土壤热导率代替等效岩层的热导率，用粘土的密度和比热容代替等效岩层的密度和比热容（各种土质的特性参数见表2）。

等效原因是：

1）考虑到粘土、淤泥、粉质粘土层的厚度比较大，分布比较均匀；

2）粘土、淤泥的密度比其它大，更具有代表性；

3）考虑到其它岩层的热导率都比较大，但其厚度又比较小，所以取值比粘土要大；

4）由于地下2M以下为多层含水层、影响土壤的热导率，加权以后的值大，可以考虑为对热导率的修正。

等效岩土的物性参数：

热导率为1.84W/（m.K），密度为2250kg/m3,比热容为14.654kj/（kg.k）.

埋管间距计算

根据上述土壤表观热物性，当地的土壤热扩散距离为

X=√k.t/ρCp

其中取时间t为120天及空调时间

x

1.51

2x

最小埋管孔间距为

3.02

实际设计中取间距为4米

回填物热物性

回填材料

KgW/（m.k）

细砂和饱和粘土

2.4

膨润土-砂浆

2.91

重砂浆

3.33

本区域岩层为粉质粘土、粘土、粉砂、淤泥、沙砾石，湿度以湿、饱和为主，回填物选用膨胀水泥+粘土，属于重饱和潮湿性土壤。

等效岩土综合导热系数待施工前做出实验井，并根据测试的实验数据进行计算调整后确定。

再根据实际的导热系数调整地源系统的布置。

地下土壤温度

Tm

当地土壤平均温度（C）

13.5

59

（F）

Th

土壤最高温度

T1

土壤最低温度

由于采用垂直埋管方式，地表温摆带来的地下温度波动可忽略不计。

机组运行要求

对于地源热泵机组，允许的地下环路进入机组的水温在25℃～5℃这里取值如下：

Tmax

换热流体最高温度（C）

38

100.4

Tmin

换热流体最低温度（C）

7

45.5

土壤-管道环路温差

Thd

冬季供暖（Tm-Tmin）

Tcd

夏季空调（Tax-Tm）

23

73.4

管道热阻计算

对于垂直双埋管，管道的当量热阻为

RPE=1/2πk·

LN｛DOE/DOE-（DO-DI）｝

式中参数意义如下：

DO

管道外径（mm）

26.67

1.05

in

管道内径（mm）

21.8

0.86

k

管道导热系数（W/mk）

0.4

0.231

（BtuHr/ftF）

Ln

自然对数（e）

Doe

当量直径

53.34

2.1

In

N

单井内管数

4

Rpe

当量热阻（mk/W）

0.38

0.066

（ftF/BtuHr）

土壤热阻计算

根据线形热源方法得到的结果是假设热泵是持续运行的。

得到的结果相当于在持续运行1500小时后导致地下温升很高的不利情况下的热阻。

实际运行的情况要由于下面的结果。

实际计算的过程冗长而复杂，根据国际地缘热泵协会提供的结果表格查得本案对应的土壤热阻。

Rs

密实饱和土壤热阻（单U）

0.6128

1.06

Rs

密实饱和土壤热阻（双U）

0.4334

0.750

HDPE管道热阻（单U）

0.0555

0.096

HDPE管道热阻（双U）

0.0387

0.067

供暖运行系数

0.8

空调运行系数

0.6

Fh

Fc

埋管长度计算

LH=Q1/K1

60000/21=2857米

LM=Q2/K2

24000/10=2400米

其中参数意义如下

Lh

每瓦冬季供暖负荷所需要的管长（m）

0.064

Lc

每瓦夏季供暖负荷所需要的管长（m）

0.0658

COPh

机组供暖时的效率系数

5.2

COPc

机组空调时的效率系数

4.5

夏季最高地下出水温度

冬季最低地下出水温度

7.5

冬季负荷系数

夏季负荷系数

本案计算冬季负荷井深

700

本案计算夏季负荷井深

以最大夏季负荷计算井深

需要管长

2800

系统布置

采用6个垂直孔

6

H

孔有效深度（m）

120

实际管长

2880

流量校样

MH=3600·

QH/4178·

△T